溶解氧分析儀是一種用于測量水體中溶解氧濃度的設備,它在水質監測、水處理、環境科學、水產養殖等領域具有重要作用。以下是溶解氧分析儀常見的工作原理及其比較:
一、工作原理
膜電極法原理:膜電極法核心組件為極譜式溶解氧電極。電極包含一層透氣膜(如聚四氟乙烯),允許水中的氧氣透過并與內部的電解液接觸。電極內部有兩個電極:金(陰極)和銀(陽極),當施加電壓時,氧氣在陰極被還原,陽極則發生氧化反應。根據法拉第定律,通過測量通過電極的電流大小,可以推算出溶解氧的濃度。
熒光法原理:熒光法溶解氧分析儀利用特定的熒光染料作為氧敏感元件。當染料受到特定波長的光照射時,會發出熒光。溶解氧與染料分子結合后,熒光強度會發生變化。通過測量熒光強度的變化,即可計算出溶解氧濃度。優點:熒光法無需電解液,無極化時間,抗干擾能力強,尤其對水樣中污染物的干擾有較好的抵抗性,且維護量低,使用壽命長。
光學傳感法原理:光學傳感法(如光纖傳感法)通常利用特定波長的光通過含有溶解氧的水樣,根據氧分子對光的吸收、散射特性變化來測定溶解氧濃度。此方法通常涉及復雜的光路設計和信號處理技術。
優點:光學傳感法具有較高的精度和穩定性,適用于在線連續監測,且不受電導率、壓力、溫度等因素影響。
二、比較
1. 測量原理:•膜電極法基于電化學反應,通過電流大小計算溶解氧濃度,原理直觀,技術成熟。•熒光法利用氧對熒光染料的影響,無須電解液,抗干擾性強,維護簡單。•光學傳感法則利用光的吸收、散射特性變化,技術復雜,精度高,適用于在線監測。
2. 維護需求:•膜電極法需要定期更換膜片和電解液,維護頻率相對較高。•熒光法幾乎無需更換耗材,只需定期校準,維護工作量較小。•光學傳感法雖無需更換耗材,但光路系統可能需要定期清潔和校準。
3. 抗干擾性:•膜電極法對水樣中的干擾物質(如硫化物、油類等)較為敏感。•熒光法和光學傳感法抗干擾能力強,尤其適合含復雜成分或污染物的水體。
綜上所述,選擇何種溶解氧分析儀應根據實際應用需求(如測量精度、穩定性、抗干擾性、維護成本、使用環境等)來決定。
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